JP4506613B2 - パワートレインの制御装置 - Google Patents

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Description

ガソリン及び気体燃料による複式燃料を用いるエンジンを備えたパワートレインの制御装置に関する。
近年、エネルギー資源の枯渇に備えるとともに、排ガスによる環境汚染を抑制することを目的として、例えば圧縮天然ガス，液化プロパンガス，圧縮水素等の気体燃料とガソリンとを併用する所謂デュアルフューエルエンジンを搭載した車両の開発が進められている。例えば特開平３−２６８３５号公報には、気体燃料として水素を利用したデュアルフューエルエンジンに関連した改良技術が開示されている。また、同様の目的で、例えば特開平１１−３１１１３６号公報には、ガソリン及び気体水素による複式燃料を用いるデュアルフューエルエンジンとともにモータを使用して車輪を駆動するハイブリッド自動車において、運転状況に応じ駆動力を確保する手段を変更するようにした技術が開示されている。
特開平３−２６８３５号公報 特開平１１−３１１１３６号公報
ところで、気体水素及びガソリンを併用するデュアルフューエルエンジンでは、特に力行中に、エンジン内に供給される燃料をガソリンから気体水素へ切り替える場合、ガソリン燃焼後にエンジン気筒内に残る未燃焼のカーボン等が火種となって、噴射された水素が燃焼する現象（所謂バックファイヤ）が生じたり、吸気系等に付着したガソリンに起因する残留ガスから異常燃焼が発生したりする等、水素噴射後に、所望の点火タイミングよりも早く点火し、吸気系側に高熱・高圧の吹き返しが起こるおそれがあることが知られている。上記特許文献１及び２に開示される技術は、いずれも、力行中のガソリンから気体水素への燃料切替えに伴うバックファイヤや異常燃焼の発生を解消し得るものでない。
この発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたもので、ガソリンから気体燃料への燃料切替え時に、エンジンの回転数低下を抑制しつつ、バックファイヤや異常燃焼の発生を防止し得るパワートレインの制御装置を提供することを目的とする。
本願の請求項１に係る発明は、ガソリン及び気体燃料による複式燃料を用いるエンジンを備えたパワートレインの制御装置において、上記ガソリンから気体燃料への燃料切替えを行うための所定の切替え条件の成立に応じて、エンジン内へのガソリン供給をカットし、所定期間経過した後、該エンジン内へ気体燃料を供給するように、燃料供給カットを伴う燃料切替えを行う燃料切替え手段と、上記エンジンを駆動させるモータと、上記モータの駆動を制御するモータ制御手段と、上記燃料切替え手段による燃料供給カットの間に、上記モータ制御手段に上記モータを駆動させることによって所定値を下回るエンジン回転数の低下を抑制するエンジン回転数低下抑制手段と、を有していることを特徴としたものである。
また、更に、本願の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、エンジンの出力を吸収し発電する発電機と、上記発電機で発電された電力を蓄電するとともに、上記モータへ駆動電力を供給するバッテリと、上記エンジンの負荷状態を上記モータの定格出力を基準として判定するエンジン負荷状態判定手段と、を有し、上記エンジン回転数低下抑制手段は、上記エンジン負荷状態判定手段により上記エンジンの負荷状態が上記モータの定格出力以下であると判定された場合に、上記モータ制御手段に該モータを駆動させる一方、該エンジン負荷状態判定手段により上記エンジンの負荷状態が上記モータの定格出力を越えると判定された場合には、上記燃料切替え手段による燃料切替え前にエンジン回転を上昇補正させるとともに、このエンジン回転上昇補正による出力トルク上昇分を発電機に吸収させて車速を維持させることを特徴としたものである。
また、更に、本願の請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、上記モータ制御手段は、上記エンジン回転数補正手段の作動に応じて、上記バッテリに蓄電されている電力と上記発電機により発電されている電力との総和で、上記モータを駆動することを特徴としたものである。
本願の請求項４に係る発明は、ガソリン及び気体燃料による複式燃料を用いるエンジンを備えたパワートレインの制御装置において、上記ガソリンから気体燃料への燃料切替えを行うための所定の切替え条件の成立に応じて、エンジン内へのガソリン供給をカットし、所定期間経過した後、該エンジン内へ気体燃料を供給するように、燃料供給カットを伴う燃料切替えを行う燃料切替え手段と、エンジンの出力を吸収し発電する発電機と、上記発電機で発電された電力を蓄電するバッテリと、上記燃料切替え手段による燃料切替え前にエンジン回転を上昇補正させるとともに、このエンジン回転上昇補正による出力トルク上昇分を発電機に吸収させて車速を維持させることによって、上記燃料切替え手段による燃料供給カットの間に、所定値を下回るエンジン回転数の低下を抑制するエンジン回転数低下抑制手段と、を有していることを特徴としたものである。
本願の請求項１に係る発明によれば、ガソリンから気体燃料への燃料切替えに際し、燃料供給カットを行いエンジン気筒内を掃気することで、バックファイヤや異常燃焼の発生を抑制することができ、また、その上、エンジン内への燃料供給カットの間には、所定値を下回るエンジン回転数の低下を抑制することで、安定した走行状態を確保することができる。
更に、ガソリンから気体燃料への燃料切替えに際し、バックファイヤや異常燃焼の発生を抑制すべくエンジン気筒内の掃気を実現する燃料供給カットの間に、モータの作動により所定値を下回るエンジン回転数の低下が抑制されることで、安定した走行状態を確保することができる。
また、更に、本願の請求項２に係る発明によれば、モータの定格出力を基準として判定されるエンジン負荷状態に応じて、所定値を下回るエンジン回転数の低下を抑制する手段を選択することができ、これにより、バックファイヤや異常燃焼の発生を抑制するための燃料供給カットの間に、安定した走行状態をより確実に確保することができる。
また、更に、本願の請求項３に係る発明によれば、回転数上昇補正時のトルク低下を抑制することができる。
本願の請求項４に係る発明によれば、ガソリンから気体燃料への燃料切替えに際し、燃料供給カットを行いエンジン気筒内を掃気することで、バックファイヤや異常燃焼の発生を抑制することができ、また、その上、エンジン内への燃料供給カットの間には、所定値を下回るエンジン回転数の低下を抑制することで、安定した走行状態を確保することができる。
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、ガソリン及び気体水素による複式燃料を用いるデュアルフューエルエンジンと駆動モータとが組み合わされてなるパワートレイン及びその制御装置を概略的に示す図である。このパワートレイン１は、基本的に、エンジン２と、動力分割機構７と、ジェネレータ８と、駆動モータ１０と、減速機１６とにより構成されている。エンジン２からの動力は、動力分割機構７により二分割され、分割された動力の出力軸の一方はジェネレータ８に接続され、他方は駆動モータ１０及び減速機１６に接続されている。減速機１６は、デファレンシャルギヤからなるもので、その両端側に車輪１８を備えた車軸１７に取り付けられている。
エンジン２としては、燃焼燃料として気体水素及びガソリンを併用するデュアルフューエルエンジンが採用されており、その本体には、気体水素及びガソリンをエンジン２へ供給すべく交互に若しくは同時に開閉作動させられるインジェクタ３及び４が設けられている。インジェクタ３及び４は、それぞれ、高圧気体水素及びガソリンを貯留し要求に応じて供給する水素供給系５及びガソリン供給系６に接続されている。また、エンジン２に接続される吸気通路１９内には、エンジン２の気筒内に吸入される空気量を調整すべく吸気通路１９を開閉するスロットル弁１３が設けられている。このスロットル弁１３は、スロットル弁用アクチュエータ１４により作動させられる。
また、駆動モータ１０の駆動源となる電力を蓄電するバッテリ１２が設けられている。このバッテリ１２は、駆動モータ１０へ電力を供給するとともに、ジェネレータ８にて発電された電力を蓄電する。更に、ジェネレータ８や駆動モータ１０の交流電流とバッテリ１２の直流電流の変換を行うインバータ９が設けられている。なお、ジェネレータ８にて発電された電力は、バッテリ１２に蓄電されることなく、駆動モータ１０の駆動源として直接に利用されることも可能である。
更に、上記の構成を制御するエンジンコントロールユニット（以下、ＥＣＵと表記）２０が設けられている。このＥＣＵ２０は、コンピュータからなる総合的な制御装置であって、車両に搭載された各種センサ（特に図示しないが、例えばエアフローセンサ，水温センサ，エンジン回転数センサ，吸気温センサ，バッテリ蓄電量センサ等）から検出された情報に基づいて、パワートレイン１，インジェクタ３，４，駆動モータ１０，バッテリ１２，スロットル弁１３等、各種構成の動作制御を行う。このＥＣＵ２０は、その内部に、制御回路（不図示）を有しており、各種動作制御を行うに際して実行される補正，演算，判定等の処理は、その制御回路によって行われる。
次に、動力分割機構７について詳細に説明する。図２は、パワートレイン１における動力伝達を実現するために互いに係合する動力分割機構７を含む各種構成を示す図である。本実施形態では、動力分割機構７として、遊星歯車機構が採用されている。この機構では、歯車機構内部のプラネタリキャリヤ７ａの回転軸が、エンジン２と連結され、エンジン出力は、プラネタリキャリヤ７ａの回転軸の回転に伴い、ピニオンギヤ７ｂを通じて内側のサンギヤ７ｃ及び外周のリングギヤ７ｄに伝達される。サンギヤ７ｃの回転軸はジェネレータ８に連結され、ジェネレータ８では、サンギヤ７ｃから伝達された動力により発電が行われる。また、一方、リングギヤ７ｄは、その外側近傍に配設された中間ギヤ１１と係合し、リングギヤ７ｄからの動力が、中間ギヤ１１を介して、減速機１６に伝達される。中間ギヤ１１は、駆動モータ１０の回転軸に直結された出力ギヤ１０ａと係合し、駆動モータ１０による駆動力が、また、中間ギヤ１１を介して、減速機１６に伝達される。
引き続き、動力分割機構７の特性について説明する。図３は、動力分割機構７の構成の一部であるプラネタリキャリヤ７ａ，サンギヤ７ｃ及びリングギヤ７ｄの回転数に基づく共線図である。この図から明らかなように、各ギヤの回転数の間には、それらが常に一直線上に並ぶ関係がある（点Ａ，Ｂ及びＣ参照）。図２にあらわれる各ギヤの連結機構により、プラネタリキャリヤ７ａの回転数は、エンジン回転数に準じて変化し、サンギヤ７ｃの回転数は、ジェネレータ８の回転数に準じて変化し、また、リングギヤ７ｄの回転数は、駆動モータ１０の回転数に準じて変化する。逆もまた同様であり、すなわち、エンジン回転数は、プラネタリキャリヤ７ａの回転数に準じて変化し、ジェネレータ８の回転数は、サンギヤ７ｃの回転数に準じて変化し、また、駆動モータ１０の回転数は、リングギヤ７ｄの回転数に準じて変化する。更に、図２にあらわれる各ギヤの連結機構により、リングギヤ７ｄの回転数は、モータ１０の回転数以外にも、減速機１６の回転数，出力トルク及び車速等の種々のパラメータに準じて変化する。
かかる動力分割機構７では、プラネタリキャリヤ７ａ，サンギヤ７ｃ及びリングギヤ７ｄのいずれかの回転数の変化に伴い、各ギヤの回転数が一直線上に並ぶ関係を確保しつつ、残りのギヤの回転数が変化する。例えば、サンギヤ７ｃの回転数を一定に固定した状態で、リングギヤ７ｄの回転数を上げると、プラネタリキャリヤ７ａの回転数が上がり、他方、リングギヤ７ｄの回転数を下げると、プラネタリキャリヤ７ａの回転数が下がる。また、リングギヤ７ｄの回転数を一定に固定した状態で、サンギヤ７ｃの回転数を上げると、プラネタリキャリヤ７ａの回転数が上がり、他方、サンギヤ７ｃの回転数を下げると、プラネタリキャリヤ７ａの回転数が下がる。更に、プラネタリキャリヤ７ａの回転数を一定に固定した状態で、リングギヤ７ｄの回転数を上げると、サンギヤ７ｃの回転数が下がり、他方、リングギヤ７ｄの回転数を下げると、サンギヤ７ｃの回転数が上がる。
次に、パワートレイン１の基本制御について説明する。パワートレイン１では、車両の状態に応じて必要な駆動力が小さい場合、エンジン２は停止し、バッテリ１２から駆動モータ１０に電力が供給されることにより、駆動モータ１０によるモータ出力のみで車輪１８が駆動される。また、必要な駆動力が中程度である場合には、バッテリ１２から駆動モータ１０への電力供給が停止され、エンジン出力のみで車輪１８が駆動される。この場合には、ジェネレータ８により発電が行われ、得られた電力が、負荷に合わせて駆動モータ１０に供給され、リングギヤ７ｄから伝達されたエンジントルクに加算される。余剰分はバッテリ１２に充電される。更に、必要な駆動力が比較的高い場合には、伝達されるエンジン出力に加えて、バッテリ１２から供給された電力によって作動させられた駆動モータ１０によるモータトルクが用いられ、車輪１８が駆動される。
なお、パワートレイン１では、車両の制動時に、車輪１８から車軸１７や減速機１６等を介して駆動モータ１０に制動エネルギーが伝達され得るが、この場合に、駆動モータ１０を、制動エネルギーを電力に変換し得る発電機能を備えた回生ブレーキとして作用させることができる。制動エネルギーから変換された電力は、バッテリ１２に充電される。
ところで、ガソリン及び気体水素を併用するエンジン２において、気体水素とガソリンとの燃料切替えは、所定の切替え条件が成立した場合（例えば、水素供給系５における気体水素残量が所定量以下に減少した場合、若しくは、カーナビゲーションシステムにより車両が市街から郊外に出たと判断された場合）、自動的に気体水素からガソリンへ切り替えられるように行われる。また逆に、気体水素の充填により気体水素残量が所定量を超えた場合に、若しくは、カーナビゲーションシステムにより車両が郊外から市街に入ったと判断された場合に、自動的にガソリンから気体水素へ切り替えられるように行われる。かかる燃料切替えは、ドライバの要求に応じて行われることも可能である。
本実施形態では、所定以上の車速が維持される若しくは加速される力行中におけるガソリンから気体水素への燃料切替えに際して、ガソリン供給を停止し、所定期間経過後に、気体水素の供給を開始するように、エンジン２への燃料供給が完全にカットされ、エンジン２が空転させられることで、エンジン気筒内の掃気が行われるようになっており、これにより、気体水素供給開始時のバックファイヤや異常燃焼の発生が抑制される。通常、エンジン内への燃料供給がカットされれば、エンジン回転数が低下し、燃料供給カット前の車速を維持するのに十分な出力トルクが確保し得ず、走行状態が不安定になる事態となり得るが、本実施形態では、更に、かかる事態を回避すべく、燃料供給カットの間に、エンジン回転数の低下を抑制し、燃料供給カット前の車速を維持するための出力トルクを確保し得る工夫がなされている。
かかる工夫として、まず、駆動モータ１０を作動させる方法と、燃焼供給カット直前にエンジン回転数を上昇補正する方法とが設定されており、本実施形態では、燃料供給カット前に、エンジン負荷状態やバッテリ１２の蓄電状態（ＳＯＣ）が検出され、検出された各種状態に基づき判断された駆動モータ１０の能力に応じて、いずれかの方法が適宜選択され実行されるようになっている。具体的には、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力以下であり、かつ、バッテリ１２のＳＯＣが高い場合（例えば満充電状態にある場合）には、駆動モータ１０の能力が高い、すなわち、駆動モータ１０の作動によって燃料供給カット前の出力トルクを維持することが可能であると判断され、駆動モータ１０が作動させられる。また、一方、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力を越える場合、若しくは、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力以下であっても、バッテリ１２のＳＯＣが低い場合には、駆動モータ１０の能力が低い、すなわち、駆動モータ１０の作動によって燃料供給カット前の出力トルクを維持することが不可能であると判断され、燃焼供給カット直前にスロットル弁１３の開度が大きく設定されてエンジン回転数が上昇補正させられる。
なお、エンジン負荷状態は、スロットル弁１３の開度等に基づき検出され、他方、バッテリ１２のＳＯＣは、例えばバッテリ１２における電流収支をバッテリ温度や電圧で補正しつつ積算するなど、従来公知の方法を採用して検出される。
図４は、燃料供給カットを伴うガソリンから気体水素への燃料切替えに際して、駆動モータ１０が作動させられる場合における各種パラメータ（ガソリン供給量，水素供給量，モータ出力，エンジン回転数）の変化を概念的に示す図である。燃料供給カットの間に、エンジン回転数の低下を抑制し、燃料供給カット前の車速を維持するための出力トルクを確保すべく、駆動モータ１０が作動させられる場合には、燃料供給カット前の車速を維持する出力トルクに対応したリングギヤ７ｄの回転数を実現するモータ出力が得られるように、駆動モータ１０が動作制御される。また、このとき、サンギヤ７ｃの回転数が保持されることで、図３にあらわれる動力分割機構７の特性に基づき、燃料供給カット前のプラネタリキャリヤ７ａの回転数が確保され、これにより、燃料供給カットの間に、燃料供給カット前のエンジン回転数が確保されることとなる。この場合、ガソリンから気体水素への燃料切替えに際して、リングギヤ７ｄ，プラネタリキャリヤ７ａ及びサンギヤ７ｃの回転数をそれぞれあらわす図３中の点Ａ，Ｂ及びＣは移動しない。
また、一方、燃料供給カットを伴うガソリンから気体水素への燃料切替えに際して、エンジン負荷状態やバッテリ１２のＳＯＣの検出の結果、高速走行時など必要駆動力が駆動モータ１０の定格出力を越える場合、若しくは、必要駆動力が駆動モータ１０の定格出力以下であっても、バッテリ１２のＳＯＣが低い場合には、車速を維持すべく出力トルクが確保されつつ、エンジン回転数が上昇補正される。これにより、燃料供給カットの間に、燃料供給カット前のエンジン回転数を下回るエンジン回転数の低下が抑制される。図５は、図３に示す状態から、出力トルクが確保されつつエンジン回転数が上昇補正された直後におけるプラネタリキャリヤ７ａ，サンギヤ７ｃ及びリングギヤ７ｄの回転数に基づく共線図である。この図から明らかなように、駆動モータ１０の能力が低いと判断された場合には、出力トルクを確保すべくリングギヤ７ｄの回転数が点Ａに保持されたまま、スロットル弁１３の開度をより大きく設定することでエンジン回転数が強制的に上昇補正され、これに応じて、エンジン回転数に比例するプラネタリキャリヤ７ａの回転数が点Ｂから点Ｂ’まで上昇する。また、これに伴い、前述したような動力分割機構７の特性に基づき、サンギヤ７ｃの回転数が点Ｃから点Ｃ’まで上がる。このとき、リングギヤ７ｄは、エンジン回転数上昇補正に伴うトルクを発電に用いることで吸収し、その回転数を点Ａに保持する。
その後、燃料供給カットが行われると、エンジン回転数は漸次的に低下し、これに応じて、プラネタリキャリヤ７ａの回転数が点Ｂ’から点Ｂまで下がる。そして、この間に、エンジン気筒内の掃気が行われる。また、これに伴い、サンギヤ７ｃの回転数が点Ｃ’から点Ｃまで漸次的に低下する。燃料供給がカットされた場合には、その瞬間にトルクが抜けてしまうが、本実施形態では、著しいトルク低下を抑制するために、エンジン回転数上昇補正に応じて、バッテリ１２に蓄電されている電力（つまり、エンジン回転数上昇補正に伴うトルク吸収によりジェネレータ８にて発電されバッテリ１２に蓄電されている電力）と、ジェネレータ８により発電されている電力（つまり、サンギヤ７ｃの回転数が低下する際に作用する慣性力により発電される電力）との総和電力で、駆動モータ１０が最大運転するように駆動させられる。プラネタリキャリヤ７ａの回転数がほぼ点Ｂまで下がった時点で、すなわち、エンジン回転数がほぼガソリン運転時のエンジン回転数まで下がった時点で、水素が供給され、水素運転が開始される。
図６は、燃料供給カットを伴うガソリンから気体水素への燃料切替えに際して、燃料供給カット直前にエンジン回転数を上昇させる場合における各種パラメータ（ガソリン供給量，水素供給量，エンジン回転数）の変化を概念的に示す図である。この図から分かるように、燃料供給カットの間にエンジン回転数は低下するものの、ガソリンが供給カットされる直前にエンジン回転数が強制的に上昇補正されることにより、ガソリン運転時のエンジン回転数を下回るエンジン回転数の低下が抑制される。
図７は、ＥＣＵ２０により実行される各種制御処理のうち、ガソリンから気体水素への燃料切替え処理についてのフローチャートである。この処理では、まず、運転モードとして、気体水素が気筒内に吸入される水素運転モード又はガソリンが気筒内に吸入されるガソリン運転モードのいずれが設定されているかが判断され（＃１１）、その結果、水素運転モードが設定されていると判断された場合には、水素運転モード時の各種ステップが実行された後（＃２３）、メインルーチンへリターンされる。
他方、＃１１の結果、ガソリンモードが設定されていると判断された場合には、引き続き、ガソリンから気体水素への切替え条件が成立したか否かが判断される（＃１２）。具体的には、ガソリンの残量が所定量より少なかったり、水素運転についてのドライバの要求があったりした場合に、水素の残量が安定した走行状態を維持するのに十分に確保されていれば、切替え条件が成立すると判断され、＃１４へ進む。他方、切替え条件が成立しないと判断された場合には、その時点での切替えが不可能である旨がドライバに通知され（＃１３）、その後、メインルーチンへリターンされる。
＃１４では、車両状態が、減速中，停止中又は力行中のいずれの状態にあるかが判断される。その結果、車両が減速中であると判断された場合には、燃料供給がカットされ（燃料カット）、この燃料供給カットの間に掃気がなされ、掃気後にガソリンから気体水素への切替えが実行される（＃１５）。減速中には、エンジン回転数及び出力トルクを維持する必要がなく、駆動モータ１０の作動やエンジン回転数の上昇等の、エンジン回転数の低下を抑制する制御が行われない。その後、＃２１へ進む。
また、＃１４の結果、車両が停止中であると判断された場合には、ガソリンから気体水素への通常切替えが実行される（＃１６）。停止中には、エンジン回転数が低い若しくはエンジン回転数が０であることから、バックファイヤや異常燃焼の発生する可能性は低く、ガソリンから気体水素への切替えが燃料供給カットを介さずに実行される。その後、＃２１へ進む。
更に、＃１４の結果、車両が力行中であると判断された場合には、引き続き、エンジン負荷の状態が判断される（＃１７）。具体的には、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力以下であるか否かが判断される。その結果、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力を越えると判断された場合には、駆動モータ１０の作動により燃料供給カット前の出力トルクを維持することが不可能であるとして、＃２０へ進み、エンジン回転数を確保すべく、燃料供給カット直前に、エンジン回転数が上昇補正させられ、この燃料供給カットの間に掃気がなされ、掃気後にガソリンから気体水素への切替えが実行される。その後、＃２１へ進む。
他方、＃１７の結果、エンジン負荷が駆動モータ１０の定格出力以下であると判断された場合には、引き続き、バッテリ１２が満充電状態にあるか否かが判断される（＃１８）。その結果、満充電状態にないと判断された場合には、駆動モータ１０の作動により燃料供給カット前の出力トルクを維持することが不可能であるとして、＃２０へ進み、前述したようなガソリンから気体水素への切替えが実行され、他方、満充電状態にあると判断された場合には、駆動モータ１０の作動により燃料供給カット前の出力トルクを維持することが可能であるとして、燃料供給カットに伴い、一時的にモータ走行が行われ、この燃料供給カットの間に掃気がなされ、掃気後に燃料切替えが行われる（＃１９）。その後、＃２１ヘ進む。
＃２１では、ガソリンから気体水素への切替えに伴い、アクセル開度に対するスロットル開度特性（トルク特性）が変更される。更に、その時点でガソリン運転が行われていることをドライバに通知するための表示が行われる（＃２２）。この表示としては、例えば、インストルメントパネル上の専用の表示ランプを点灯させても、若しくは、カーナビゲーションシステム用のモニタ画面（不図示）上に「水素運転」という表記を設けてもよい。以上で、ガソリンから気体水素への燃料切替え処理が終了し、メインルーチンへリターンされる。
以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、ガソリン及び気体水素による複式燃料を用いるエンジンを備えたパワートレインにおいて、ガソリンから気体水素への燃料切替えに際し、燃料供給をカットしてエンジン気筒内を掃気することで、バックファイヤや異常燃焼の発生を抑制することができ、また、その上、燃料供給カットの間には、ガソリン運転時のエンジン回転数を下回るエンジン回転数の低下を抑制することで、安定した走行状態を確保することができる。また、エンジン回転数の低下を抑制する手段として、エンジン負荷状態やバッテリ１２のＳＯＣに基づき判断されるモータの能力に応じて、モータの駆動及びエンジン回転数の上昇補正のいずれかが選択されるため、バックファイヤや異常燃焼の発生を抑制するための燃料供給カットの間に、安定した走行状態を確実に確保することができる。
なお、本発明は、例示された実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。前述した実施形態では、ガソリン及び気体水素を併用するエンジンを例を取り上げたが、これに限定されることなく、気体燃料としては、例えば圧縮天然ガス，液化プロパンガス等が採用されてもよい。
本発明に係るパワートレインの制御装置は、自動車等の車両を含み、ガソリン及び水素による複式燃料を用いるエンジンと、駆動モータとが組み合わされてなるパワートレインが搭載されるものであれば、いかなるものにも適用可能である。
ガソリン及び水素による複式燃料を用いるデュアルフューエルエンジンと駆動モータとが組み合わされてなるパワートレイン及びその制御装置を概略的に示す図である。 上記パワートレインにおける動力伝達を実現するために互いに係合する動力分割機構を含む各種構成を示す図である。 エンジン，ジェネレータ及びモータの回転数にそれぞれ関連するプラネタリキャリヤ，サンギヤ及びリングギヤの回転数に基づく共線図である。 燃料供給カットを伴うガソリンから気体水素への切替えに際し、モータの能力の高い状態に応じて、エンジン回転数の低下を抑制すべく、駆動モータによるモータトルクを利用する場合の各種パラメータの変化を概念的に示す図である。 リングギヤの回転数を固定しつつ、エンジン回転数に関連するプラネタリキャリヤの回転数を上昇補正した場合のプラネタリキャリヤ，サンギヤ及びリングギヤの回転数の関係をあらわす共線図である。 燃料供給カットを伴うガソリンから気体水素への切替えに際し、モータの能力の低い状態に応じて、エンジン回転数の低下を抑制すべく、燃料供給カット直前にエンジン回転数を上昇補正する場合の各種パラメータの変化を概念的に示す図である。 本願発明に係るガソリンから気体水素への燃料切替え処理についてのフローチャートである。
符号の説明
１…パワートレイン，２…エンジン，３…高圧気体水素用インジェクタ，４…ガソリン用インジェクタ，５…水素供給系，６…ガソリン供給系，７…動力分割機構，８…ジェネレータ，９…インバータ，１０…駆動モータ，１２…バッテリ，１３…スロットル弁，１６…減速機，１７…車軸，２０…ＥＣＵ。

Claims (4)

  1. ガソリン及び気体燃料による複式燃料を用いるエンジンを備えたパワートレインの制御装置において、
    上記ガソリンから気体燃料への燃料切替えを行うための所定の切替え条件の成立に応じて、エンジン内へのガソリン供給をカットし、所定期間経過した後、該エンジン内へ気体燃料を供給するように、燃料供給カットを伴う燃料切替えを行う燃料切替え手段と、
    上記エンジンを駆動させるモータと、
    上記モータの駆動を制御するモータ制御手段と、
    上記燃料切替え手段による燃料供給カットの間に、上記モータ制御手段に上記モータを駆動させることによって所定値を下回るエンジン回転数の低下を抑制するエンジン回転数低下抑制手段と、を有していることを特徴とするパワートレインの制御装置。
  2. エンジンの出力を吸収し発電する発電機と、
    上記発電機で発電された電力を蓄電するとともに、上記モータへ駆動電力を供給するバッテリと、
    上記エンジンの負荷状態を上記モータの定格出力を基準として判定するエンジン負荷状態判定手段と、を有し、
    上記エンジン回転数低下抑制手段は、上記エンジン負荷状態判定手段により上記エンジンの負荷状態が上記モータの定格出力以下であると判定された場合に、上記モータ制御手段に該モータを駆動させる一方、該エンジン負荷状態判定手段により上記エンジンの負荷状態が上記モータの定格出力を越えると判定された場合には、上記燃料切替え手段による燃料切替え前にエンジン回転を上昇補正させるとともに、このエンジン回転上昇補正による出力トルク上昇分を発電機に吸収させて車速を維持させることを特徴とする請求項１記載のパワートレインの制御装置。
  3. 上記モータ制御手段は、上記エンジン回転数補正手段の作動に応じて、上記バッテリに蓄電されている電力と上記発電機により発電されている電力との総和で、上記モータを駆動することを特徴とする請求項２記載のパワートレインの制御装置。
  4. ガソリン及び気体燃料による複式燃料を用いるエンジンを備えたパワートレインの制御装置において、
    上記ガソリンから気体燃料への燃料切替えを行うための所定の切替え条件の成立に応じて、エンジン内へのガソリン供給をカットし、所定期間経過した後、該エンジン内へ気体燃料を供給するように、燃料供給カットを伴う燃料切替えを行う燃料切替え手段と、
    エンジンの出力を吸収し発電する発電機と、
    上記発電機で発電された電力を蓄電するバッテリと、
    上記燃料切替え手段による燃料切替え前にエンジン回転を上昇補正させるとともに、このエンジン回転上昇補正による出力トルク上昇分を発電機に吸収させて車速を維持させることによって、上記燃料切替え手段による燃料供給カットの間に、所定値を下回るエンジン回転数の低下を抑制するエンジン回転数低下抑制手段と、を有していることを特徴とするパワートレインの制御装置。
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